氣流粉碎設備以及使用該氣流粉碎設備的低溫粉碎方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氣流粉碎設備和使用該氣流粉碎設備的低溫粉碎方法，能夠?qū)⒋蠖惯@樣的谷物在不發(fā)生熱變性的前提下微粉碎成規(guī)定粒度。本發(fā)明的氣流粉碎設備具備：氣流粉碎機，在包含圓筒狀主體(7)和錐狀前蓋(8)的外殼(9)的內(nèi)部，設置有高速旋轉(zhuǎn)的2個旋轉(zhuǎn)翼(15，16)；原料供給機，從圓筒狀主體的背面?zhèn)冗B續(xù)供給原料；吸引裝置，從錐狀前蓋的前部吸引回收粉碎物。在外殼上設置有能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5℃以下的冷卻機構(gòu)。冷卻機構(gòu)例如為使冷卻液循環(huán)的冷卻液流路(26)。
【專利說明】
氣流粉碎設備以及使用該氣流粉碎設備的低溫粉碎方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及適用于將大豆及其它谷物類粉碎的氣流粉碎設備以及使用該氣流粉碎設備的低溫粉碎方法。
【背景技術(shù)】
[0002]例如為了由大豆制造飲料用豆?jié){，將大豆粉碎，投入溫水中，使大豆蛋白等營養(yǎng)成分溶出。為了使豆?jié){飲料不太粉、無粗澀感，必須將大豆微粉碎至規(guī)定粒度以下。
[0003]—直以來為了粉碎大豆及其它谷物類，一般使用銷棒粉碎機、錘磨、軸流磨等。但是，通過這些粉碎機難以得到粗粉少且粒度分布窄的粉碎物。另外，通過這樣的粉碎機，幾乎不可能將生大豆這樣大量包含脂質(zhì)的原料微粉碎。
[0004]作為將顆粒微細化的裝置，人們開發(fā)出利用高壓的壓縮空氣、蒸汽的噴射磨等氣流粉碎機(例如專利文獻I)。噴射磨利用高壓的空氣、蒸汽，使顆粒碰撞碰撞而微細化。這樣的氣流粉碎機被有效用于醫(yī)藥品、調(diào)色劑的微細化。但是，因為需要大量高壓的空氣等，所以需要大型高壓壓縮機等設備，并且因為粉碎能力低，所以粉碎成本相對增加。因此，雖然適合醫(yī)藥品這樣的高價產(chǎn)品的粉碎，但是不適合粉碎普通的食品原料。
[0005]因此，作為適于粉碎食品原料的粉碎機，人們開發(fā)了在外殼的內(nèi)部設置有高速旋轉(zhuǎn)的2個旋轉(zhuǎn)翼的氣流粉碎機(例如專利文獻2)。該結(jié)構(gòu)的氣流粉碎機在2個旋轉(zhuǎn)翼之間產(chǎn)生強離心氣流，通過該氣流使粉碎物彼此劇烈碰撞碰撞而進行微粉碎，從外殼的前端進行吸引而取出粉碎物。
[0006]但是，為了消除豆?jié){的粗澀感而將大豆微粉碎至平均粒徑為20?40 μm、100 μm通過率為95% (95%通過網(wǎng)眼ΙΟΟμπι的篩)的程度，需要提高旋轉(zhuǎn)翼的旋轉(zhuǎn)速度，使顆粒彼此相當劇烈地碰撞碰撞。因此，碰撞產(chǎn)生摩擦熱，無法避免粉碎溫度上升。特別是在想要將大豆這樣的脂質(zhì)多的谷物類微粉末化的情況下，存在溫度上升導致脂質(zhì)滲出而難以粉碎，并且蛋白質(zhì)的溶解性降低，粘度升高，成為太粉的風味等問題。
[0007]應予說明，因為生大豆等除了脂質(zhì)還含有水分，所以粉碎時水分蒸發(fā)，蒸發(fā)潛熱導致外殼內(nèi)部被冷卻。但是，因為蒸發(fā)潛熱也隨大豆的含水率、粉碎時的氣溫和濕度而大幅波動，所以不容易使粉碎物的品質(zhì)穩(wěn)定。
[0008]另外，大豆等根據(jù)品種的不同而成分不同，即使是同一品種，顆粒的大小、含有成分也存在差異。特別是因為脂質(zhì)、糖質(zhì)的差異對粉碎條件有顯著影響，所以很難微粉碎成穩(wěn)定的粒度分布。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:日本特開平I 一 124361號公報
[0012]專利文獻2:日本特開2011 — 206621號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，本發(fā)明的目的是解決上述的現(xiàn)有問題，提供能夠?qū)⒋蠖惯@樣的谷物在不發(fā)生熱變性的前提下微粉碎成規(guī)定粒度的氣流粉碎設備和使用該氣流粉碎設備的低溫粉碎方法。
[0014]為了解決上述課題而實施的技術(shù)方案I的氣流粉碎設備，具備:氣流粉碎機，在包含圓筒狀主體和錐狀前蓋的外殼的內(nèi)部，設置有高速旋轉(zhuǎn)的2個旋轉(zhuǎn)翼；原料供給機，從圓筒狀主體的背面?zhèn)冗B續(xù)供給原料；吸引管道，從錐狀前蓋的前部吸引回收粉碎物；其特征在于，所述外殼具備能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機構(gòu)。另外，根據(jù)技術(shù)方案2，能夠使冷卻機構(gòu)為使冷卻液在冷卻液流路中循環(huán)的冷卻套結(jié)構(gòu)。
[0015]另外，為了解決上述課題而實施的技術(shù)方案3的低溫粉碎方法的特征為:使用技術(shù)方案I或2所述的氣流粉碎設備，邊以氣流粉碎機的動力馬達的電流值為參數(shù)，對原料供給機的供給量進行反饋控制，邊進行粉碎。
[0016]另外，技術(shù)方案4的低溫粉碎方法的特征為:使用技術(shù)方案I或2所述的氣流粉碎設備，邊以外殼的內(nèi)部溫度為參數(shù)，對原料供給機的供給量進行反饋控制，邊進行粉碎。另夕卜，技術(shù)方案5的低溫粉碎方法的特征為:使用技術(shù)方案I或2所述的氣流粉碎設備，邊將冷風或除濕空氣與原料一同供給，邊進行粉碎。另外，根據(jù)技術(shù)方案6，優(yōu)選進行反饋控制，使得吸引管道的吸引風量恒定。
[0017]本發(fā)明的氣流粉碎設備因為在外殼上設置有能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機構(gòu)，所以，能夠?qū)⒋蠖惯@樣的谷物在不發(fā)生熱變性的前提下微粉碎成規(guī)定粒度。特別是根據(jù)技術(shù)方案2，作為冷卻機構(gòu)使用使冷卻液在冷卻水流路中循環(huán)的冷卻套，例如使10C以下的冷卻水、防凍液循環(huán)，由此能夠有效地抑制熱變性。
[0018]另外，本發(fā)明的低溫粉碎方法使用在外殼上設置有能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機構(gòu)的氣流粉碎機，并且以氣流粉碎機的動力馬達的電流值為參數(shù)或者以外殼的內(nèi)部溫度為參數(shù)，對原料供給機的供給量進行反饋控制。通過該控制對粉碎時的摩擦熱的發(fā)生量進行抑制，能夠更有效地抑制熱變性，并且通過供給最適量的原料，能夠提高粉碎效率。
[0019]另外，根據(jù)技術(shù)方案5，通過邊將冷風或除濕空氣與原料一同供給，邊進行粉碎，能夠不受外部氣體溫度的影響地將原料低溫粉碎。在任一情況下，均可通過進行反饋控制，使得吸引管道的吸引風量恒定，由此能夠使粉碎粒度恒定。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的整體圖。
[0021]圖2是實施方式的氣流粉碎機的水平剖視圖。
[0022]圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式的整體圖。
[0023]圖4是表示本發(fā)明的第三實施方式的整體圖。
[0024]符號說明
[0025]I原料料斗
[0026]2原料供給機
[0027]3氣流粉碎機
[0028]4吸引管道
[0029]5粉碎物回收料斗
[0030]6控制裝置
[0031]7圓筒狀主體
[0032]8錐狀前蓋
[0033]9 外殼
[0034]10旋轉(zhuǎn)軸
[0035]11 帶輪
[0036]12動力馬達
[0037]13驅(qū)動帶輪
[0038]14 帶
[0039]15第一旋轉(zhuǎn)翼
[0040]16第二旋轉(zhuǎn)翼
[0041]17錐形部
[0042]18錐形部
[0043]19原料供給口
[0044]20小料斗
[0045]21 空間
[0046]26冷卻液流路
[0047]28控制盤
[0048]29冷風發(fā)生器
[0049]30溫度傳感器
[0050]31吸引用鼓風機
[0051]32風量計或風壓計
[0052]33風量控制器
[0053]34袋式過濾器
[0054]35 管道
[0055]36 容器
【具體實施方式】
[0056]以下對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0057]圖1是本發(fā)明的第一實施方式的說明圖，I是原料料斗，2是原料供給機，3是氣流粉碎機，4是吸引管道，5是粉碎物回收料斗。應予說明，各實施方式中使用的原料是大豆，但也可以為小豆、米等其它谷物類。
[0058]作為原料的大豆被從原料料斗I投入設置在其下方的原料供給機2中，進而被供給到氣流粉碎機3。原料供給機2是振動式的定量供給裝置，如后所述，其原料供給量被控制裝置6控制。
[0059]圖2給出氣流粉碎機3的詳情。該氣流粉碎機3具有包含圓筒狀主體7和錐狀前蓋8的外殼9。在外殼9的內(nèi)部設置有懸臂結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸10，在其端部固定有帶輪11。12是動力馬達，在固定于其輸出軸的驅(qū)動帶輪13和帶輪11之間卷掛帶14，由此驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸10
[0060]在該旋轉(zhuǎn)軸10上安裝有2個旋轉(zhuǎn)翼。第一旋轉(zhuǎn)翼15配置在外殼9的圓筒狀主體7的內(nèi)部，第二旋轉(zhuǎn)翼16配置在外殼9的錐狀前蓋8的內(nèi)部。如圖2所示，第二旋轉(zhuǎn)翼16的前端面為與錐狀前蓋8的錐形部18相同角度的傾斜面。應予說明，這些旋轉(zhuǎn)翼15、16均為前端側(cè)在圓周方向被分割的分割槳葉，其分割數(shù)優(yōu)選為3?8。
[0061]在圓筒狀主體7的側(cè)壁形成有原料供給口 19，從配置在原料供給機2的出料側(cè)的小料斗20向外殼9的內(nèi)部供給原料。原料被以3000?8000rpm高速旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)翼15粗粉碎，并進入被第一旋轉(zhuǎn)翼15和第二旋轉(zhuǎn)翼16包夾的空間21。在該空間21內(nèi)形成有強離心氣流，被粗粉碎的顆粒彼此劇烈碰撞，實施氣流粉碎。結(jié)果，顆粒成為微粉末，從第二旋轉(zhuǎn)翼16和錐狀前蓋8的間隙移動到錐狀前蓋8的內(nèi)部。如圖1所示，在錐狀前蓋8的前端連接有吸引管道4，微粉末通過吸引管道4被吸引，并被回收到粉碎物回收料斗5中。
[0062]應予說明，只要改變第二旋轉(zhuǎn)翼16和錐狀前蓋8的內(nèi)周面之間的間隙，就能夠?qū)Ψ旨壭阅苓M行調(diào)整。
[0063]本發(fā)明中為了進行低溫粉碎，對氣流粉碎機3做了以下改進。
[0064]首先，外殼9具有能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機構(gòu)。S卩，成為在外殼9上形成冷卻液流路26、冷卻液在其內(nèi)部循環(huán)的冷卻套結(jié)構(gòu)。雖然冷卻液能夠使用10°C以下的水，但是，在冷卻液的溫度為0°C以下的情況下，使用防凍液。通過這樣的構(gòu)成，將外殼9內(nèi)的粉碎溫度維持在55°C以下。如果該溫度超過55°C，則會引發(fā)大豆的熱變性，所以不優(yōu)選。外殼9的內(nèi)部溫度由溫度傳感器30測定，對冷卻液的循環(huán)量進行反饋控制。
[0065]應予說明，因為利用冷卻液流路26的排熱通過外殼9的壁面而進行，所以壁面的熱傳導率和熱傳遞率對冷卻效果產(chǎn)生影響。因此，可以由熱傳導率大的金屬形成冷卻液流路26附近的外殼9。另外，為了避免被粉碎的微粉末粘附于外殼9的內(nèi)表面而形成隔熱層，也可以定期施加振動、進行空氣噴射等而除去粘附物。另外，優(yōu)選在運轉(zhuǎn)了規(guī)定時間時，停止運轉(zhuǎn)，打開錐狀前蓋8，用圓頭刮刀等刮取其內(nèi)表面的粘附物。
[0066]在圖1所示的第一實施方式中，從控制盤28讀取氣流粉碎機3的動力馬達12的電流值，控制裝置6以該電流值為參數(shù)對原料供給機2的供給量進行反饋控制。S卩，原料的成分、水分含有率、粉碎溫度等的變化為粉碎的負荷變化，該負荷變化表現(xiàn)為動力馬達12的電流值的變化。所以，通過不僅如上所述地將外殼9內(nèi)的粉碎溫度維持在55°C以下，還在電流值增加時進行減少原料供給機2的供給量而減小粉碎的負荷的控制，能夠進行穩(wěn)定的低溫粉碎。
[0067]在圖3所示的第二實施方式中，以通過溫度傳感器30測定的外殼9的內(nèi)部溫度為參數(shù)，對原料供給機2的供給量進行反饋控制。即，通過溫度傳感器30測定的外殼9的內(nèi)部溫度超過設定值時，不僅對冷卻液的循環(huán)量進行反饋控制，還對原料供給機2的供給量進行反饋控制，由此使原料供給量為最適量。該第二實施方式可與第一實施方式組合實施。
[0068]在圖4所示的第三實施方式中，邊將冷風或除濕空氣與原料一同供給到氣流粉碎機3中邊進行粉碎。圖4中，將從冷風發(fā)生器29供給的冷風或除濕空氣供給到原料料斗I和原料供給機2，但也可以從配置在原料供給機2的出料側(cè)的小料斗20進行供給。由此能夠在低溫環(huán)境氣氛中進行粉碎。該第三實施方式也能夠與第一實施方式、第二實施方式組合實施。應予說明，作為冷風，優(yōu)選使用溫度比設置了氣流粉碎機3的室內(nèi)的溫度低10°C以上的空氣。另外，也可以代替冷風，使用除濕空氣。如果將除濕空氣供給到外殼9的內(nèi)部，則能夠穩(wěn)定由蒸發(fā)潛熱所產(chǎn)生的冷卻效果。
[0069]應予說明，氣流粉碎機3的分級性能受吸引管道4的吸引條件影響。因此，在任一實施方式中，均優(yōu)選如圖4所示在連接于粉碎物回收料斗5的吸引用鼓風機31的近前配置風量計或風壓計32，對風量的波動進行檢測，通過風量控制器33對吸引用鼓風機31進行反饋控制，使得吸引風量恒定。應予說明，圖4中，在粉碎物回收料斗5的內(nèi)部設置有袋式過濾器34，在連接其上側(cè)室和吸引用鼓風機31的管道35的內(nèi)部配置有風量計或風壓計32。只要為這樣的配置，就能夠使微粉末不粘附在風量計、管道35內(nèi)，能夠?qū)⒈环鬯榈奈⒎勰┗厥盏较路降娜萜?6內(nèi)。
[0070]通過以上說明的本發(fā)明的氣流粉碎設備和使用該氣流粉碎設備的低溫粉碎方法，能夠?qū)⒋蠖惯@樣的谷物在不發(fā)生熱變性的前提下微粉碎成規(guī)定粒度。具體而言，例如能夠效率良好地將生大豆微粉碎成中位徑為20?40 μ m、粒徑在100 μ m以下的比例為95%以上。
【主權(quán)項】
1.一種氣流粉碎設備，具備: 氣流粉碎機，在包含圓筒狀主體和錐狀前蓋的外殼的內(nèi)部，設置有高速旋轉(zhuǎn)的2個旋轉(zhuǎn)翼， 原料供給機，從圓筒狀主體的背面?zhèn)冗B續(xù)供給原料，以及 吸引管道，從錐狀前蓋的前部吸引回收粉碎物， 其特征在于: 所述外殼具備能夠?qū)⒎鬯闇囟纫种圃?5°C以下的冷卻機構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流粉碎設備，其特征在于，冷卻機構(gòu)是使冷卻液在冷卻液流路內(nèi)循環(huán)的冷卻套結(jié)構(gòu)。3.—種低溫粉碎方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1或2所述的氣流粉碎設備，邊以氣流粉碎機的動力馬達的電流值為參數(shù)，對原料供給機的供給量進行反饋控制，邊進行粉碎。4.一種低溫粉碎方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1或2所述的氣流粉碎設備，邊以外殼的內(nèi)部溫度為參數(shù)，對原料供給機的供給量進行反饋控制，邊進行粉碎。5.一種低溫粉碎方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1或2所述的氣流粉碎設備，邊將冷風或除濕空氣與原料一同供給，邊進行粉碎。6.根據(jù)權(quán)利要求3?5中的任一項所述的低溫粉碎方法，其特征在于，進行反饋控制，使得吸引管道的吸引風量恒定。
【文檔編號】B02C23/00GK105855010SQ201510031286
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月22日
【發(fā)明人】南川勤
【申請人】南產(chǎn)業(yè)株式會社